Il primo obiettivo del programma era fornire alla NASA un metodo efficiente e riutilizzabile per trasportare gli astronauti su una stazione spaziale. All’epoca, la NASA immaginava una stazione spaziale che avrebbe abitato permanentemente da 12 a 24 persone. La stazione spaziale aveva lo scopo di garantire la continuazione dell’esistenza A partire dal Gli Stati Uniti nello spazio dopo lo sbarco sulla Luna dell’Apollo. La stazione spaziale supporterà molti obiettivi di ricerca scientifica, oltre a fungere da base ingegneristica e supportare i viaggi con equipaggio verso i pianeti. Inoltre, la NASA riteneva che le navette spaziali potessero fungere da veicoli di consegna satellitare multiuso con il potenziale per sostituire completamente i razzi Atlas Centaurus, Delta e Titan. Le parole “economico” e “routine” erano le espressioni più vicine agli obiettivi della navetta spaziale della NASA. Certo, la storia dimostrerà il contrario.
Quattro produttori spaziali sono stati invitati a presentare proposte di progettazione per veicoli spaziali con equipaggio riutilizzabili e parzialmente riutilizzabili.
Nel novembre 1969, le società presentarono i loro rapporti alla NASA. I partecipanti hanno raccomandato all’unanimità l’uso di un veicolo a due stadi completamente riutilizzabile.
All’inizio degli anni ’70, la NASA ha affinato i suoi requisiti tecnici per il veicolo. Il nome “Navicella spazialeÈ apparso per la prima volta nella sezione “Scopo” di un bando formale di gara per un contratto di produzione pubblicato nel febbraio 1970. Successivamente, il nome “Space Shuttle” è diventato un componente fisso del velivolo, che la NASA ha concordato dovrebbe essere completamente riutilizzato e con un progettazione a due stadi.
Il 31 gennaio 1969, la NASA firmò i contratti per uno studio di progettazione di fattibilità per il “Veicolo di lancio e ritorno integrato” (Veicolo di lancio e ritorno integrato – ILRV).
Con grande ottimismo, la NASA inizialmente sperava che sarebbe stato il primo servizio di trasporto Entrerà in servizio nel 1977. Nel 1971, la North American Rockwell e la McDonnell Douglas ottennero contratti di produzione. Da quel momento in poi, lo sviluppo dello Space Shuttle divenne estremamente complesso, con il futuro del veicolo spesso in dubbio di anno in anno. Inizialmente, sono sorti dubbi sulla fattibilità dello sviluppo di una navetta spaziale a due stadi. Per affrontare queste preoccupazioni, la NASA ha emesso contratti di studio per Grumman/Boeing, Lockheed e Chrysler nel giugno 1971. In termini di base, il concetto iniziale della NASA per uno space shuttle a due stadi richiedeva un veicolo alato più piccolo sopra un veicolo alato più grande con equipaggio. . Entrambi verranno lanciati collegati da una posizione verticale. L’auto con le ali più grandi si chiamerà “booster‘, mentre un’auto con le ali più piccole si chiamerebbe ‘orbita“. il booster ci vorrà orbita Ad un’altitudine di circa 80.000 metri. il orbita Quindi si stacca e raggiunge l’orbita utilizzando i propri motori mentre booster Tornerà planando (o usando motori a reazione) e atterrando vicino al sito di lancio. il orbita Tornerà su un aliante in atterraggio al termine della sua missione spaziale. L’uso di motori a reazione in orbita È stato molto apprezzato.
il booster Sarà, in sostanza, un serbatoio di carburante con le ali. In questo concetto a due fasi, entrambi booster quanto orbita Richiederà cabina di pilotaggio, strumentazione e strumentazione per facilitare gli atterraggi. Entrambi sono stati progettati per trasportare motori a reazione entrobordo che avrebbero prodotto un volo controllato durante gli atterraggi. Ogni veicolo trasporterà i propri serbatoi di carburante. Come originariamente descritto dalla NASA nel 1970, questa navetta spaziale a due stadi sarà in grado di trasportare un carico utile di 11.000 kg su un’orbita circolare massima di 480 km. Come ora sappiamo, questo primo concetto a due stadi è chiaramente diverso dalle navette spaziali che sono state costruite e gestite. Ciò era dovuto alle realtà economiche che la NASA ha dovuto affrontare nei primi anni 1970. Al momento della recessione generale, era chiaro che la NASA non poteva costruire contemporaneamente una flotta di complesse navette spaziali a due stadi insieme a una stazione spaziale.
Le cose si complicarono nel 1971, quando la NASA negoziò con l’US Air Force l’uso congiunto della flotta dello Space Shuttle. Il finanziamento militare per il programma era vitale se la NASA avesse mai sperato di costruire il velivolo. Ma l’aeronautica americana ha fissato una capacità di carico utile totale di 30.000 kg per le navette spaziali in modo che possano portare in orbita grandi satelliti militari avanzati. Questo numero era tre volte quello che la NASA aveva originariamente previsto.
Questi fattori hanno portato a un’entusiasmante riprogettazione della navetta spaziale e della stazione spaziale proposta. La stazione spaziale della NASA è stata originariamente progettata secondo lo stile Skylab. Una struttura tra tante piani Sarà messo in orbita da un razzo Saturn V. Le navette spaziali saranno necessarie solo per trasportare astronauti, attrezzature e rifornimenti. Si pensava che questo tipo di stazione spaziale avrebbe avuto una vita utile di circa dieci anni, a quel punto poteva essere semplicemente sostituita con un’altra. Tuttavia, una stazione spaziale “sul posto” non rientra nel budget della NASA.
La NASA ha deciso di adottare un concetto modulare. La stazione spaziale sarà costruita pezzo per pezzo nel corso di anni, con unità separate poste in orbita da navette. Questa è stata una mossa saggia per la NASA. Non solo ha fornito un approccio più realistico alla costruzione di una stazione spaziale, ma ha anche permesso di produrre uno space shuttle riprogettato in grado di trasportare pesanti carichi militari e persino satelliti commerciali. Riprogettando il velivolo come vettore modulare di una stazione spaziale, sono stati rispettati gli standard di carico utile dell’aeronautica americana, garantendo così un finanziamento militare fondamentale. Altrettanto importante, la riprogettazione consentirà alla NASA di far volare molti più satelliti a bordo dello space shuttle. Nel tempo, ciò potrebbe portare a significativi risparmi sui costi per la NASA.
La NASA ha deciso di “mettere tutte le uova nello stesso paniere”. Lo Space Shuttle sarà un veicolo polivalente con equipaggio che trasporterà la NASA nel prossimo secolo. Anche con importanti modifiche a il designLa NASA ha dovuto affrontare un prezzo pesante per la sua flotta di navette spaziali. Nel luglio 1971, la NASA ha assegnato contratti a Rockwell e McDonnell Douglas per proporre modi per ridurre i costi di sviluppo stimati di $ 10 miliardi (circa $ 71 miliardi in valori correnti). I produttori hanno deciso che il modo più appropriato per ridurre i costi è smaltire booster Equipaggio dello Space Shuttle. Invece, la NASA ha scelto di creare un sistema sacrificabile più convenzionale da aggiornare orbita allo spazio. La NASA ha conservato un file booster Popolati su tavole da disegno, nel caso possano essere acquistati in seguito.
versione più piccola di orbita, denominato Mark I, era inizialmente previsto. Questo può essere successivamente sostituito da una versione Mark II più grande di orbita. Lo sviluppo della flotta di navicelle spaziali Mark I e Mark II doveva essere effettuato nell’arco di diversi anni. Lui stesso orbita Potrebbe essere significativamente ridotto, poiché la NASA ha accettato di utilizzare serbatoi di carburante esterni per trasportare il carburante di cui la navicella avrebbe bisogno per entrare in orbita. Nei progetti precedenti, era orbita Trasporterà a bordo i propri serbatoi di carburante. Nel settembre 1971, Boeing propose di utilizzare un primo stadio S-IC modificato del razzo Saturn V per fungere da serbatoio di carburante principale dello space shuttle. In un’unica versione, l’S-IC può essere dotato di cabina equipaggio, ali e dotazioni aerodinamiche per facilitare l’atterraggio del veicolo con equipaggio booster.
il booster “S-IC riutilizzabile”, chiamato RS-IC, verrà aggiornato orbita. Dopo la separazione, il orbita Raggiungerà l’orbita alimentato dai propri motori, alimentati da due serbatoi esterni di idrogeno liquido che verranno scaricati nello spazio. Quindi l’RS-IC torna a terra.
La versione più economica prevede l’utilizzo di un primo stadio modificato del Saturn V S-IC come bobina booster Il drone è collegato a un grande serbatoio di carburante esterno. Questo sarebbe combinato con orbita. Quindi l’S-IC sarà un file booster quelli usa e getta che si separerebbero ad un’altitudine di circa 70.000 metri, lasciando orbita Raggiungere l’orbita utilizzando i propri motori alimentati dall’unico serbatoio di carburante esterno rimasto che verrà smaltito nello spazio. Con l’eccezione del booster S-IC, questo design era in qualche modo simile a quello che abbiamo visto nel servizio. L’opzione S-IC è stata ignorata perché un file booster Brucia ossigeno liquido e cherosene. Questa miscela di carburante è stata ritenuta troppo inefficiente per lo Space Shuttle.
I contratti di sviluppo della navetta spaziale per Rockwell, Grumman/Boeing e Lockheed sono stati estesi fino al febbraio 1972 e sono emersi due concetti di base di veicoli spaziali. Questi sono stati divisi nei concetti di riprese parallele e riprese sequenziali.
Nel concetto di combustione parallela, i motori orbita È stato riprodotto contemporaneamente a un file booster. motori orbita Sparerebbero in orbita, il che richiederebbe di essere alimentati da un grande serbatoio di carburante esterno. il sistema booster Verrà lasciato cadere ad un certo punto durante la salita. Opzioni iniziali per booster Richiede varie combinazioni di combustibili solidi per missili di grandi o medie dimensioni con la possibilità di potenziare combustibili liquidi ad alta pressione.
Nel concetto di combustione sequenziale, o approccio multistadio, i motori orbita Saranno comunque alimentati da un serbatoio di carburante esterno. Tuttavia, le unità orbita Si attiverà solo quando il carburante booster speso per il viaggio. Questa disposizione richiedeva diverse combinazioni di propulsori a razzo solido assemblati, motori a razzo Saturn V F-1 modificati o nuovi motori a combustibile liquido ad alta pressione. La NASA ha avuto ancora una volta difficoltà nello sviluppo perché tutti i concetti paralleli e seriali che sono stati introdotti si sono rivelati troppo costosi da produrre con vincoli di budget ristretti. compagnia chiamata Matematica Commissionato dalla NASA per condurre un’analisi economica dell’intero programma dello space shuttle. L’azienda consiglia il design più economico dell’auto.
il Matematica Ha fornito un po’ di incoraggiamento in un momento critico per la NASA. È stato stabilito quasi immediatamente che il programma spaziale con equipaggio statunitense sarebbe stato più economico attraverso le navette spaziali piuttosto che l’uso continuato di razzi usa e getta come il Saturn IB e il Saturn V. Federal Office of Management and Budget (Ufficio di Gestione e Bilancio – OMB) La NASA ha esaminato la proposta di spesa dell’agenzia per lo Space Shuttle. Le reazioni iniziali dell’OMB alla navetta non furono incoraggianti, quindi la NASA portò il suo caso direttamente al presidente Richard Nixon. Alla fine del 1971, c’era la possibilità che il programma dello space shuttle fosse stato interrotto da più di un anno. La NASA non aveva alcuna garanzia che il presidente Nixon avrebbe raccomandato alcuna spesa per lo space shuttle nel budget dell’anno fiscale 1973, che andava dal 1 luglio 1972 al 30 giugno 1973.
Continua alla seconda parte
fonte: spazio
